stm32spwm逆变

在STM32上实现SPWM（正弦脉宽调制）逆变控制，通常需要结合定时器（TIM）和PWM输出功能，通过调制PWM波的占空比来生成正弦波信号。以下是实现SPWM的基本思路和步骤：

1. SPWM基本原理

SPWM通过调整PWM脉冲宽度，使其占空比按正弦规律变化。将高频载波（PWM波）与低频正弦调制波比较，生成的PWM脉冲宽度会随着正弦波的幅值变化，最终经过滤波后输出近似正弦的交流电压。

2. STM32实现步骤

2.1 硬件配置

定时器选择：使用高级定时器（如TIM1、TIM8），支持互补输出和死区时间控制（适用于全桥/半桥逆变拓扑）。
PWM输出通道：配置为PWM模式（如PWM模式1或模式2），驱动H桥的开关管。
死区时间：插入死区（Dead Time）防止上下管直通，通过TIMx_BDTR寄存器设置。

2.2 生成正弦表

预计算一个正弦波采样值的数组（例如256点），存储为占空比数据。

示例代码：

#define SIN_TABLE_SIZE 256
uint16_t sin_table[SIN_TABLE_SIZE];

void Generate_SinTable(void) {
  for (int i = 0; i < SIN_TABLE_SIZE; i++) {
      float angle = 2 * 3.1415926f * i / SIN_TABLE_SIZE;
      sin_table[i] = (uint16_t)( (sin(angle) + 1) * (ARR_MAX / 2) ); // ARR_MAX为定时器自动重载值
  }
}

2.3 定时器配置

设置PWM频率：
- 载波频率（PWM频率）：通常为10kHz-20kHz。
- 计算定时器时钟分频（PSC）和自动重载值（ARR）：
```
TIMx->PSC = TimerClock / (PWM_Frequency * ARR) - 1;
TIMx->ARR = ARR_MAX; // 例如设置为1000
```

配置PWM通道：

TIM_OC_InitTypeDef oc_config;
oc_config.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
oc_config.Pulse = 0; // 初始占空比
oc_config.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htimx, &oc_config, TIM_CHANNEL_1);

2.4 动态更新占空比

方法1：定时器中断更新

启用定时器更新中断，在中断中更新CCR值：

void TIMx_IRQHandler(void) {
if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htimx, TIM_FLAG_UPDATE)) {
    static uint8_t index = 0;
    TIMx->CCR1 = sin_table[index];
    index = (index + 1) % SIN_TABLE_SIZE;
    __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htimx, TIM_FLAG_UPDATE);
}
}

方法2：DMA自动传输
- 使用DMA将正弦表直接传输到TIM的CCR寄存器，无需CPU干预：
```
HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htimx, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t*)sin_table, SIN_TABLE_SIZE);
```

2.5 互补输出与死区时间

对于全桥逆变，需配置互补通道（如CH1和CH1N）：

HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htimx, TIM_CHANNEL_1); // 启动互补通道

在TIMx_BDTR中设置死区时间：

TIMx->BDTR |= (DeadTime << 8) | TIM_BDTR_MOE; // DeadTime单位为定时器时钟周期

3. 参数计算示例

目标：生成50Hz正弦波，PWM载波频率20kHz。

正弦表点数：50Hz波形每个周期需要 20000Hz / 50Hz = 400 个PWM周期。若使用256点正弦表，则需调整步进速度：

// 每次中断步进值为 256 / 400 ≈ 0.64
// 可使用相位累加器实现非整数步进：
float phase_increment = 256.0f / 400.0f;
static float phase = 0;
phase += phase_increment;
if (phase >= 256) phase -= 256;
TIMx->CCR1 = sin_table[(uint16_t)phase];